三角形伊辛模型的阻挫—非阻挫结构和量子关联

发布时间：2021-10-08 19:04

　　近十年来,量子关联作为一类独特的量子资源不但在量子信息领域中得到广泛使用,也在凝聚态物理领域中引起人们极大关注,例如在量子相变、量子多体物理、量子阻挫结构等方面的研究。阻挫结构的研究是凝聚态物理中的一个重要课题,量子阻挫可以产生大量简并态,这使其在微电子物理中,特别是数据存储方面有实际的应用价值。另外,阻挫导致的纠缠的基态,与诸如量子自旋液体和自旋玻璃之类的奇异量子材料有着密切的联系。最简单的阻挫结构是三角形横场伊辛模型,当系统中自旋间耦合强度变化时,会对系统基态波函数产生显著影响,进而可以调制基态波函数的量子关联。自然界中存在的三角形伊辛结构的物理体系多是非均匀耦合的。近些年,人们在实验上也相继在核磁共振系统、超导系统、冷原子系统等人工结构中实现了非均匀耦合的三角形阻挫结构,其物理基态可以作为量子信息处理的重要资源。为了进一步描述阻挫结构基态的性质,需要研究非均匀耦合相互作用对多体量子关联的影响与调制作用,同时我们也可以用体系基态量子关联的性质描述三角伊辛结构的相图特性。本论文中,我们主要研究了三角形横场伊辛模型中非均匀耦合相互作用对阻挫和非阻挫基态量子关联的影响,以及有限温度下不同... 

【文章来源】：河北师范大学河北省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

1三角晶格阻挫结构示意图

8能量都是最低的。类似这种情况共有六种，系统的状态是高度简并的，这就是阻挫结构。图1.2.1三角晶格阻挫结构示意图。近些年，三角形阻挫系统的研究受到理论和实验工作者的广泛关注。如RamaKoteswaraRao等人在NMR中模拟了三角形结构的横场伊辛自旋系统。实验用的物质是碘三氟乙烯C2F3I，如图1.2.2所示，图中三个氟离子为三角形伊辛模型提供了自旋。在阻挫系统中，自旋间耦合在量子相变中扮演着重要角色，因此调节自旋比特间的耦合变得尤为重要。图1.2.2碘三氟乙烯分子的化学结构。早在2003年，Blais等人就已经在超导系统中实现量子比特间的耦合强度调节[44]。同样基于超导量子比特系统，Niskanen等人实现了三自旋之间的可调耦合[45]，如图1.2.3所示，图中三个超导比特之间的耦合不相等且可调。图1.2.3超导系统中三量子比特间的耦合强度调节示意图。最近，研究者又在超导异质结系统中实现了可切换阻挫相的人工自旋冰[46]。除了超导量子比特系统，其他人工系统中也可以实现三角形阻挫结构的可调耦合，如光学晶格

8能量都是最低的。类似这种情况共有六种，系统的状态是高度简并的，这就是阻挫结构。图1.2.1三角晶格阻挫结构示意图。近些年，三角形阻挫系统的研究受到理论和实验工作者的广泛关注。如RamaKoteswaraRao等人在NMR中模拟了三角形结构的横场伊辛自旋系统。实验用的物质是碘三氟乙烯C2F3I，如图1.2.2所示，图中三个氟离子为三角形伊辛模型提供了自旋。在阻挫系统中，自旋间耦合在量子相变中扮演着重要角色，因此调节自旋比特间的耦合变得尤为重要。图1.2.2碘三氟乙烯分子的化学结构。早在2003年，Blais等人就已经在超导系统中实现量子比特间的耦合强度调节[44]。同样基于超导量子比特系统，Niskanen等人实现了三自旋之间的可调耦合[45]，如图1.2.3所示，图中三个超导比特之间的耦合不相等且可调。图1.2.3超导系统中三量子比特间的耦合强度调节示意图。最近，研究者又在超导异质结系统中实现了可切换阻挫相的人工自旋冰[46]。除了超导量子比特系统，其他人工系统中也可以实现三角形阻挫结构的可调耦合，如光学晶格


本文编号：3424777